EP3877236A1 - Anlage und verfahren zum betreiben einer anlage mit schiene, stationärer einheit, schienengeführten mobilteilen und schlitzhohlwellenleiter - Google Patents

Anlage und verfahren zum betreiben einer anlage mit schiene, stationärer einheit, schienengeführten mobilteilen und schlitzhohlwellenleiter

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EP3877236A1
EP3877236A1 EP19790143.2A EP19790143A EP3877236A1 EP 3877236 A1 EP3877236 A1 EP 3877236A1 EP 19790143 A EP19790143 A EP 19790143A EP 3877236 A1 EP3877236 A1 EP 3877236A1
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EP
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transmitter
rail
slot
receiver
antenna
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Zhidong Hua
Jonas Felix Bürgel
Michael Lindenfelser
Andre-Thomas WANJEK
Josef Schmidt
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SEW Eurodrive GmbH and Co KG
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    • B61L25/025—Absolute localisation, e.g. providing geodetic coordinates

Definitions

  • the invention relates to a system and a method for operating a system with rail, stationary unit, rail-guided mobile parts and slotted hollow waveguide.
  • a transport system is known from DE 10 2012 006 413 A1.
  • a rail system comprising a vehicle and a rail part is known from DE 10 2017 009 076 A1.
  • the invention is therefore based on the object of developing a system, with the safety being able to be increased in a simple manner.
  • rail-guided handsets and slotted waveguides are that either a first one of the handsets or the stationary unit acts as a transmitter, a second one of the handsets acting as a receiver, the transmitter being designed to transmit one simultaneously
  • the receiver spaced apart from the transmitter is designed to detect the arrival of the electromagnetic signal SE at time t1 and to detect the arrival of the acoustic signal SA at time t2, the second mobile part having an evaluation unit which is suitably designed or designed, the distance between sender and receiver to be determined from the recorded times t1 and t2.
  • the advantage here is that the distance can be determined in a simple and cost-effective manner and thus collisions - for example between two mobile parts - can be avoided. Since electromagnetic waves are coupled into the cavity of the slot waveguide for data transmission and are coupled out on the receiver side, only one coupling unit for sound waves, in particular acoustic waves, on the transmitter and receiver side is additionally required for determining the distance.
  • the coupling unit is preferred as
  • Ultrasound converter can be executed.
  • the sound like the electromagnetic wave, can be propagated within the cavity and the amplitude decreases much less than when it is propagated in free space.
  • the simultaneous, that is to say synchronized, emission of the electromagnetic waves and the sound waves enables the distance to be determined in a simple manner, namely by merely determining the time difference of the arrival of the signals at the receiver and corresponding evaluation of this time difference.
  • the cavity of the slotted waveguide covers a larger area in a first transverse direction to the rail direction than the slit of the slotted waveguide, in particular wherein the first transverse direction is oriented perpendicular to a second transverse direction which passes through the middle of the slot.
  • the advantage here is that the cavity is laterally extended in the first transverse direction and thus stationary there
  • Components can be accommodated which do not block the rail from being driven through by the handset.
  • an antenna and a first antenna can be accommodated which do not block the rail from being driven through by the handset.
  • Coupling unit for sound can be arranged, which are connected to electronic
  • an antenna of the stationary unit is arranged in the first transverse direction at a distance from the slot, in particular in a first undercut, in particular behind handle, of the cavity, and / or a coupling device of the stationary unit which is suitable for sound waves is at a distance from the first transverse direction Slit, in particular in a second undercut, in particular undercut, of the cavity is arranged, in particular wherein the second undercut is spaced from the first.
  • Coupling device occurs when the handset is moved along a rail.
  • the or each mobile part has an antenna and a coupling device suitable for sound waves, wherein both the area covered by the antenna in the first transverse direction and the area covered by the coupling device in the first transverse direction are contained in the area covered by the slot in the first transverse direction, in particular wherein the antenna projects into or into the cavity of the slot waveguide is arranged in the cavity, in particular wherein the coupling device projects into the cavity of the slotted waveguide or is arranged in the cavity. It is advantageous that the handset carries out data transmission and distance determination at the same time.
  • the slotted hollow waveguide is as
  • the slot hollow waveguide has, as the edge of the slot, a web or protruding on both sides of the slot to the mobile part
  • Collar area in particular through which the antenna and the coupling device of the mobile part protrude or through which a one-piece or multi-piece design
  • Holding device for the antenna and the coupling device protrudes.
  • the advantage here is that the emergence of hollow waves, that is, the electromagnetic waves propagating in the cavity of the slot waveguide, is reduced since the webs rising on both sides of the slot act as a high resistance to the propagation of the waves.
  • the frequency of the electromagnetic waves is selected such that an oscillation mode of the cavity can be excited, but not an oscillation mode of the slot.
  • the slot width is chosen such that it does not correspond to an integral multiple or an integral part of the width or height of the cavity.
  • the antenna is electrically connected to a transceiver, which is connected to a modem, wherein the coupling device is connected to a transceiver which is connected to the modem which is connected to the evaluation unit.
  • a first of the handsets or the stationary unit acts as a transmitter
  • a second of the handsets acting as a receiver
  • the time tO being the Transmitter
  • the receiver determining the point in time t1 of the arrival of the electromagnetic signal SE and determining the point in time t2 of the acoustic signal SA
  • the distance between the transmitter in particular by means of an evaluation unit of the second mobile part and recipient is determined.
  • Moving the handsets can be carried out with a predetermined distance.
  • the evaluation unit 29 of the handset has a controller which adjusts the speed of the vehicle in such a way that the distance determined in each case regulates the predetermined target value for distance.
  • the setpoint can advantageously also be selected as a function of the speed. If the moving average of the speed of the handset increases, the setpoint also increases, in particular in proportion to the square of the average.
  • the setpoint is specified in proportion to the square of the moving average of the detected speed.
  • a low-pass filtered value of the detected speed can also be used.
  • FIG. 1 the data transmission between a stationary unit 11 and mobile parts 10 functioning as rail vehicles is shown schematically.
  • a coupling unit 29 of the stationary unit 11 is schematically outlined in FIG. 2, the coupling unit 30 of a first of the mobile parts 10 and the slotted waveguide 21 functioning as transmission channel 12 being shown schematically in an oblique view.
  • Hollow shaft coupling unit 30 of a second one of the mobile parts 10 is schematically outlined.
  • FIG. 4 shows the signal curves of a unit 11 functioning as a transmitter or a mobile part 10 functioning as a transmitter.
  • FIG. 5 shows the signal curves of a unit 11 functioning as a receiver or a handset 10 functioning as a transmitter.
  • the system according to the invention has a
  • the mobile parts 10 are designed as a rail vehicle, in particular for a monorail overhead conveyor.
  • the slotted waveguide 21 is laid parallel to a rail in the system, in particular is made in one piece with the rail.
  • the slotted waveguide 21 is designed as an extruded aluminum profile.
  • the slot waveguide has a cavity whose width transversely to the rail direction, in particular transversely to the slot direction, that is to say transversely to the drawing direction of the continuous casting profile, is greater than the slot width of the slot of the slot waveguide 21.
  • the wider design of the cavity transversely to the rail direction creates an undercut in which an antenna 22 of the stationary unit 11 is located on the first side can be arranged and on the other hand a coupling device 24 for sound waves, in particular ultrasonic transmitters.
  • the area covered by the slot in this transverse direction is thus arranged between the area covered by the antenna 22 and the area covered by the coupling device 24.
  • the antenna 22 is connected to a transceiver 23, so that data can be sent or received.
  • the transceiver 23 is connected to a modem 27 for data transmission and identification of received data telegrams, which is connected to an evaluation unit 28.
  • electromagnetic waves can be received by means of the antenna 22 and
  • the coupling device 24 for sound waves is connected to a transceiver 25, which is connected to the modem 27 via a filter and signal amplifier unit 26.
  • the coupling unit 29 of the stationary unit 11 can thus be operated in such a way that a sound signal and an electromagnetic signal can be emitted at the same time, in particular from the antenna 22 or from the coupling unit 24.
  • the mobile part 10 has a coupling unit 30, the antenna 32 of which is designed to receive the wave propagated in the cavity of the slotted waveguide 21 and transmitted by the stationary unit 11, in particular its antenna 22.
  • the signals received by the antenna 32 are fed to a transceiver 38 which is connected via a modem 37 to an evaluation unit 38 of the handset 10.
  • a coupling device 34 for sound waves is also connected to a transceiver 35, which is connected to the evaluation unit 39 via a filter and signal amplifier unit 36 with the modem 37 for data transmission and identification of received data telegrams.
  • the signals emitted by the stationary unit 11 can be received by the mobile part 10, the sound wave being detected at a later point in time than the electromagnetic wave.
  • the distance between stationary unit 11 and handset 10 is determined in evaluation unit 39.
  • the stationary unit emits the electromagnetic signal SE and the acoustic signal SA, that is to say the sound signal, at the time tO, the electromagnetic signal SE being modulated and thus also being used for data transmission.
  • Time t1 is detected and then the transmitted data.
  • the acoustic signal SA is only detected at a later time t2.
  • the distance between two mobile parts can also be determined.
  • a first of the mobile parts 10 transmits the electromagnetic signal SE and the sound signal SA simultaneously at the time tO and the evaluation unit of the second mobile part 10 Reference symbol list

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Abstract

Anlage und Verfahren zum Betreiben einer Anlage mit Schiene, stationärer Einheit, schienengeführten Mobilteilen und Schlitzhohlwellenleiter, wobei entweder ein erstes der Mobilteile oder die stationäre Einheit als Sender fungiert, wobei ein zweites der Mobilteile als Empfänger fungiert, wobei der Sender geeignet ausgeführt ist zum gleichzeitigen Sende eines elektromagnetischen Signals SE und eines akustischen Signals SA, insbesondere zum Zeitpunkt t0, wobei der vom Sender beabstandete Empfänger geeignet ausgeführt ist zum Delektieren des Eintreffens des elektromagnetischen Signals SE zum Zeitpunkt t1 und zum Delektieren des Eintreffens des akustischen Signals SA zum Zeitpunkt t2, wobei das zweite Mobilteil eine Auswerteeinheit aufweist, welche geeignet ausgeführt oder ausgebildet ist, den Abstand zwischen Sender und Empfänger aus den erfassten Zeitpunkten t1 und t2 zu bestimmen.

Description

Anlage und Verfahren zum Betreiben einer Anlage mit Schiene, stationärer Einheit, schienengeführten Mobilteilen und Schlitzhohlwellenleiter
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft eine Anlage und ein Verfahren zum Betreiben einer Anlage mit Schiene, stationärer Einheit, schienengeführten Mobilteilen und Schlitzhohlwellenleiter.
Es ist allgemein bekannt, dass Mobilteile schienengeführt verfahrbar sind.
Aus der DE 31 17 655 A1 ist eine Einrichtung zur Abstandssicherung von
spurgebundenen Fahrzeugen.
Aus der DE 10 2012 006 413 A1 ist ein Transportsystem bekannt.
Aus der DE 10 2017 009 076 A1 ist ein Schienensystem, aufweisend ein Fahrzeug und ein Schienenteil, bekannt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anlage weiterzubilden, wobei die Sicherheit in einfacher Weise erhöhbar ist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der Anlage nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Wichtige Merkmale der Erfindung bei der Anlage mit Schiene, stationärer Einheit,
schienengeführten Mobilteilen und Schlitzhohlwellenleiter sind, dass entweder ein erstes der Mobilteile oder die stationäre Einheit als Sender fungiert, wobei ein zweites der Mobilteile als Empfänger fungiert, wobei der Sender geeignet ausgeführt ist zum gleichzeitigen Sende eines
elektromagnetischen Signals SE und eines akustischen Signals SA, insbesondere zum Zeitpunkt tO, wobei der vom Sender beabstandete Empfänger geeignet ausgeführt ist zum Detektieren des Eintreffens des elektromagnetischen Signals SE zum Zeitpunkt t1 und zum Detektieren des Eintreffens des akustischen Signals SA zum Zeitpunkt t2, wobei das zweite Mobilteil eine Auswerteeinheit aufweist, welche geeignet ausgeführt oder ausgebildet ist, den Abstand zwischen Sender und Empfänger aus den erfassten Zeitpunkten t1 und t2 zu bestimmen.
Von Vorteil ist dabei, dass der Abstand in einfacher und kostengünstiger weise bestimmbar ist und somit Kollisionen - beispielsweise zwischen zwei Mobilteilen - vermeidbar sind. Da zur Datenübertragung elektromagnetische Wellen in den Hohlraum des Schlitzhohlleiters eingekoppelt werden und empfängerseitig ausgekoppelt werden, ist zur Abstandsbestimmung zusätzlich nur eine Kopplungseinheit für Schallwellen, insbesondere akustische Wellen, senderseitig und empfängerseitig notwendig. Die Kopplungseinheit ist bevorzugt als
Ultraschallwandler ausführbar. Somit ist der Schall ebenso wie die elektromagnetische Welle innerhalb des Hohlraums ausbreitbar und die Amplitude nimmt jeweils viel weniger ab als bei Ausbreitung im freien Raum.
Durch das gleichzeitige, also zueinander synchronisierte, Aussenden der elektromagnetischen Wellen und der Schallwellen, ist die Abstandsbestimmung in einfacher Weise ausführbar, nämlich durch bloßes Bestimmen der Zeitdifferenz des empfängerseitigen Eintreffens der Signale und entsprechendes Auswerten dieser Zeitdifferenz.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Auswerteeinheit ausgebildet, den Abstand zwischen Sender und Empfänger zu bestimmen gemäß S = (t2 - t1 ) / (1/v - 1/c), wobei v die Schallgeschwindigkeit und c die Lichtgeschwindigkeit ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine sehr genaue Abstandsbestimmung ermöglicht ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Auswerteeinheit ausgebildet, den Abstand zwischen Sender und Empfänger zu bestimmen gemäß S = (t2 - t1 ) * v, wobei v die
Schallgeschwindigkeit ist. Von Vorteil ist dabei, dass der Abstand sehr einfach und schnell bestimmbar ist, insbesondere in sehr guter Näherung, da die Lichtgeschwindigkeit viel größer ist als die Schallgeschwindigkeit. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung überdeckt der Hohlraum des Schlitzhohlwellenleiters in einer ersten Querrichtung zur Schienenrichtung einen größeren Bereich als der Schlitz des Schlitzhohlwellenleiters, insbesondere wobei die erste Querrichtung senkrecht ausgerichtet ist zu einer zweiten Querrichtung, welche mittig durch den Schlitz geht. Von Vorteil ist dabei, dass in der ersten Querrichtung gesehen der Hohlraum seitlich ausgedehnt ist und somit dort stationäre
Komponenten aufnehmbar sind, welche ein Durchfahren der Schiene mittels des Mobilteils nicht blockieren. Als Komponenten sind insbesondere eine Antenne und eine
Kopplungseinheit für Schall anordenbar, welche verbunden sind mit elektronischen
Baugruppen der stationären Einheit.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist eine Antenne der stationären Einheit in der ersten Querrichtung beabstandet vom Schlitz, insbesondere in einem ersten Hinterschnitt, insbesondere Hintergriff, des Hohlraums angeordnet ist, und/oder eine für Schallwellen geeignete Kopplungsvorrichtung der stationären Einheit entgegen der ersten Querrichtung beabstandet ist vom Schlitz, insbesondere in einem zweiten Hinterschnitt, insbesondere Hintergriff, des Hohlraums angeordnet ist, insbesondere wobei der zweite Hinterschnitt vom ersten beabstandet ist. Von Vorteil ist dabei, dass keine Kollision mit dem Mobilteil oder dessen Antenne oder
Kopplungseinrichtung auftritt beim schienengeführten Entlangfahren des Mobilteils.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das oder jedes Mobilteil eine Antenne und eine für Schallwellen geeignete Kopplungsvorrichtung auf, wobei sowohl der von der Antenne in der ersten Querrichtung überdeckte Bereich als auch der von der Kopplungsvorrichtung in der ersten Querrichtung überdeckte Bereich enthalten sind in dem von dem Schlitz in der ersten Querrichtung überdeckten Bereich, insbesondere wobei die Antenne in den Hohlraum des Schlitzhohlwellenleiters hineinragt oder in dem Hohlraum angeordnet ist, insbesondere wobei die Kopplungsvorrichtung in den Hohlraum des Schlitzhohlwellenleiters hineinragt oder in dem Hohlraum angeordnet ist. Von Vorteil ist dabei, dass das Mobilteil Datenübertragung und Abstandsbestimmung gleichzeitig ausführt.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Schlitzhohlwellenleiter als
Aluminiumstranggussprofilteil ausgeführt. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Herstellung ermöglicht ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Schlitzhohlwellenleiter als Berandung des Schlitzes einen beidseitig des Schlitzes zum Mobilteil hervorstehenden Steg oder
Kragenbereich auf, insbesondere durch welchen die Antenne und die Kopplungsvorrichtung des Mobilteils hindurchragen oder durch welchen eine einstückig oder mehrstückig ausgeführte
Haltevorrichtung für die Antenne und die Kopplungsvorrichtung hindurchragt. Von Vorteil ist dabei, dass ein Austreten von Hohlwellen, also den elektromagnetischen sich im Hohlraum des Schlitzhohlleiters ausbreitenden Wellen verringert ist, da die beidseitig des Schlitzes sich erhebenden Stege als großer Widerstand gegen die Ausbreitung der Wellen fungieren.
Insbesondere ist die Frequenz der elektromagnetischen Wellen derart gewählt, dass zwar eine Schwingungsmode des Hohlraums anregbar ist, nicht aber eine Schwingungsmode des Schlitzes. Hierzu ist die Schlitzweite derart gewählt, dass sie keinem ganzzahligen Vielfachen oder einem ganzzahligen Anteil der Breite oder Höhe des Hohlraums entspricht.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Antenne elektrisch mit einem Transceiver verbunden, welcher mit einem Modem verbunden ist, wobei die Kopplungsvorrichtung mit einem Transceiver verbunden ist, der mit dem Modem verbunden ist, das mit der Auswerteeinheit verbunden ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine bidirektionale Datenübertragung ermöglicht ist, insbesondere eine Identifikationsinformation elektromagnetisch und/oder mittels des Schalls übermittelbar ist. Somit sind die bestimmten Abstände zum jeweiligen Mobilteil eindeutig bestimmbar. Das heißt insbesondere, dass das jeweils detektierte Schallsignal eindeutig dem jeweiligen elektromagnetischen Signal zuordenbar ist.
Wichtige Merkmale bei dem Verfahren zum Betreiben einer Anlage mit Schiene, stationärer Einheit, schienengeführten Mobilteilen und Schlitzhohlwellenleiter, sind, dass entweder ein erstes der Mobilteile oder die stationäre Einheit als Sender fungiert, wobei ein zweites der Mobilteile als Empfänger fungiert, wobei zum Zeitpunkt tO der Sender ein elektromagnetisches Signal und ein akustisches Signal gleichzeitig zu senden beginnt, wobei der Empfänger den Zeitpunkt t1 des Eintreffens des elektromagnetischen Signals SE bestimmt und den Zeitpunkt t2 des akustischen Signals SA bestimmt, wobei, insbesondere mittels einer Auswerteeinheit des zweiten Mobilteils, der Abstand zwischen Sender und Empfänger bestimmt wird. Von Vorteil ist dabei, dass eine
Abstandsbestimmung in einfacher Weise ermöglicht ist und somit eine Kollision zweiter Mobilteil verhinderbar ist, indem bei Unterschreiten eines Schwellwertes, also einem zu geringen Abstand, ein Abbremsen oder Anhalten der Mobilteile insbesondere durch die Auswerteeinheit 29 bewirkt wird. Somit ist die Sicherheit erhöht. Alternativ ist auch ein
Bewegen der Mobilteile mit einem vorgegebenen Abstand ausführbar. Hierzu weist die Auswerteeinheit 29 des Mobilteils einen Regler auf, der die Geschwindigkeit des Fahrzeugs derart stellt, dass der jeweils bestimmte Abstand auf den vorgegebenen Sollwert für Abstand hin regelt. Der Sollwert ist vorteiligerweise auch geschwindigkeitsabhängig wählbar. Wenn also der gleitende Mittelwert der Geschwindigkeit des Mobilteils anwächst, wächst auch der Sollwert an, insbesondere proportional zum Quadrat des Mittelwerts. Somit ist im
Sicherheitsfall noch ausreichend Bremsweg vorhanden. Besonders vorteilhaft ist also, dass der Sollwert proportional zum Quadrat des gleitenden Mittelwerts der erfassten Geschwindigkeit vorgegeben wird. Statt des gleitenden Mittelwerts ist auch ein tiefpassgefilterter Wert der erfassten Geschwindigkeit verwendbar. Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die
Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen
Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.
Die Erfindung wird nun anhand von schematischen Abbildungen näher erläutert:
In der Figur 1 ist die Datenübertragung zwischen einer stationären Einheit 1 1 und als Schienenfahrzeuge fungierende Mobilteilen 10 schematisch dargestellt.
In der Figur 2 ist eine Kopplungseinheit 29 der stationären Einheit 1 1 schematisch skizziert, wobei die Kopplungseinheit 30 eines ersten der Mobilteile 10 und der als Übertragungskanal 12 fungierende Schlitzhohlleiter 21 schematisch in Schrägansicht dargestellt sind.
In der Figur 3 ist im Unterschied zur Figur 2 statt der stationären Einheit 1 1 die
Hohlwellenkopplungseinheit 30 eines zweiten der Mobilteile 10 schematisch skizziert.
In der Figur 4 sind die Signalverläufe einer als Sender fungierenden Einheit 1 1 oder eines als Sender fungierenden Mobilteils 10 dargestellt.
In der Figur 5 sind die Signalverläufe einer als Empfänger fungierenden Einheit 1 1 oder eines als Sender fungierenden Mobilteils 10 dargestellt.
Wie in den Figuren dargestellt, weist die erfindungsgemäße Anlage einen als
Übertragungskanal 12 fungierenden Schlitzhohlleiter 21 auf.
Die Mobilteile 10 sind als Schienenfahrzeug, insbesondere für eine Einschienenhängebahn, ausgeführt. Wobei der Schlitzhohlleiter 21 parallel zu einer Schiene in der Anlage verlegt ist, insbesondere einstückig mit der Schiene ausgeführt ist.
Dabei ist der Schlitzhohlleiter 21 als Aluminiumstranggussprofil ausgeführt. Dabei weist der Schlitzhohlleiter einen Hohlraum auf, dessen Breite quer zur Schienenrichtung, insbesondere quer zur Schlitzrichtung, also quer zur Ziehrichtung des Stranggussprofils größer ist als die Schlitzweite des Schlitzes des Schlitzhohlwellenleiters 21.
Durch die breitere Ausführung des Hohlraums quer zur Schienenrichtung entsteht ein Hinterschnitt, in welchem auf der ersten Seite eine Antenne 22 der stationären Einheit 1 1 anordenbar ist und auf der anderen Seite eine Kopplungsvorrichtung 24 für Schallwellen, insbesondere Ultraschallsender.
Der vom Schlitz in dieser Querrichtung überdeckte Bereich ist also zwischen dem von der Antenne 22 überdeckten Bereich und dem von der Kopplungsvorrichtung 24 überdeckten Bereich angeordnet.
Die Antenne 22 ist mit einem Transceiver 23 verbunden, so dass Daten sendbar oder empfangbar ist. Der Transceiver 23 ist mit einem Modem 27 für Datenübertragung und Identifizierung empfangener Datentelegramme verbunden, das mit einer Auswerteeinheit 28 verbunden ist.
Somit sind elektromagnetische Wellen mittels der Antenne 22 empfangbar und die
empfangenen Signale auswertbar.
Ebenso ist die Kopplungsvorrichtung 24 für Schallwellen mit einem Transceiver 25 verbunden, welcher über eine Filter- und Signalverstärker-einheit 26 mit dem Modem 27 verbunden ist.
Somit ist die Kopplungseinheit 29 der stationären Einheit 11 derart betreibbar, dass ein Schallsignal und ein elektromagnetisches Signal gleichzeitig abstrahlbar sind, insbesondere von der Antenne 22 beziehungsweise von der Kopplungseinheit 24.
Wie in Figur 2 gezeigt, weist das Mobilteil 10 eine Kopplungseinheit 30 auf, deren Antenne 32 zum Empfang der von der stationären Einheit 1 1 , insbesondere deren Antenne 22, gesendeten im Hohlraum des Schlitzhohlwellenleiters 21 sich ausbreiteten Welle geeignet ausgeführt ist. Die von der Antenne 32 empfangenen Signale werden einem Transceiver 38 zugeführt, der über ein Modem 37 mit einer Auswerteeinheit 38 des Mobilteils 10 verbunden ist.
Wie auch die Antenne 32 ist ebenso eine Kopplungsvorrichtung 34 für Schallwellen mit einem Transceiver 35 verbunden, der über eine Filter- und Signalverstärker-einheit 36 mit dem Modem 37 für Datenübertragung und Identifizierung empfangener Datentelegramme mit der Auswerteeinheit 39 verbunden ist. Somit sind die von der stationären Einheit 1 1 ausgesandten Signale empfangbar von dem Mobilteil 10, wobei die Schallwelle zu einem späteren Zeitpunkt detektiert wird als die elektromagnetische Welle.
Aus dieser so erfassten Zeitdifferenz bestimmt wird in der Auswerteeinheit 39 der Abstand zwischen stationärer Einheit 1 1 und Mobilteil 10 bestimmt.
Wie in Figur 4 dargestellt, wird von der stationären Einheit das elektromagnetische Signal SE und das akustische Signal SA, also Schallsignal, zum Zeitpunkt tO gleichzeitig abgestrahlt, wobei das elektromagnetische Signal SE moduliert wird und somit auch zur Datenübertragung verwendet wird.
Wie in Figur 5 dargestellt, wird das elektromagnetische Signal SE vom Mobilteil 10 zum
Zeitpunkt t1 detektiert und daran anschließend die übertragenen Daten. Das akustische Signal SA wird erst zum späteren Zeitpunkt t2 detektiert.
Aus der Differenz dieser beiden Zeiten wird die Entfernung S zwischen stationärer Einheit 1 1 und Mobilteil 10 bestimmt gemäß S = (t2— 11 ) / ( 1/v— 1/c), wobei v die Schallgeschwindigkeit und c die Lichtgeschwindigkeit ist.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird die Entfernung S genähert bestimmt gemäß S = (t2 - t1 ) * v.
Wie in Figur 3 gezeigt, ist auch eine Bestimmung der Entfernung zwischen zwei Mobilteilen ausführbar. Hierbei sendet ein erstes der Mobilteile 10 das elektromagnetische Signal SE und das Schallsignal SA zum Zeitpunkt tO gleichzeitig aus und die Auswerteeinheit des zweiten Mobilteils 10 Bezugszeichenliste
10 Mobilteil
1 1 stationäre Einheit
12 Übertragungskanal
21 Schlitzhohlleiter
22 Antenne
23 Transceiver für elektromagnetische Wellen
24 Kopplungsvorrichtung für Schallwellen
25 akustischer T ransceiver
26 Filter- und Signalverstärker-einheit
27 Modem für Datenübertragung und Identifizierung empfangener Datentelegramme
28 Auswerteeinheit
29 Kopplungseinheit
30 Kopplungseinheit
31 Ausbreitungsrichtungen für Schall und elektromagnetische Wellen
32 Antenne
34 Kopplungsvorrichtung für Schallwellen
35 Transceiver
36 Filter und Signalverstärker-einheit
37 Modem für Datenübertragung und Identifizierung empfangener Datentelegramme
38 Transceiver
39 Auswerteeinheit
X0 Referenzposition der stationären Einheit 1 1
X1 erste Position, insbesondere eines ersten Mobilteils
X2 zweite Position, insbesondere eines zweiten Mobilteils

Claims

Patentansprüche:
1. Anlage mit Schiene, stationärer Einheit, schienengeführten Mobilteilen und
Schlitzhohlwellenleiter, dadurch gekennzeichnet, dass entweder ein erstes der Mobilteile oder die stationäre Einheit als Sender fungiert, wobei ein zweites der Mobilteile als Empfänger fungiert, wobei der Sender geeignet ausgeführt ist zum gleichzeitigen Sende eines
elektromagnetischen Signals SE und eines akustischen Signals SA, insbesondere zum Zeitpunkt tO, wobei der vom Sender beabstandete Empfänger geeignet ausgeführt ist zum Detektieren des Eintreffens des elektromagnetischen Signals SE zum Zeitpunkt t1 und zum Detektieren des Eintreffens des akustischen Signals SA zum Zeitpunkt t2, wobei das zweite Mobilteil eine Auswerteeinheit aufweist, welche geeignet ausgeführt oder ausgebildet ist, den Abstand zwischen Sender und Empfänger aus den erfassten Zeitpunkten t1 und t2 zu bestimmen.
2. Anlage nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Auswerteeinheit ausgebildet ist, den Abstand zwischen Sender und Empfänger zu bestimmen gemäß S = (t2 - 11 ) / (1/v - 1/c), wobei v die Schallgeschwindigkeit und c die Lichtgeschwindigkeit ist.
3. Anlage nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Auswerteeinheit ausgebildet ist, den Abstand zwischen Sender und Empfänger zu bestimmen gemäß S = (t2 - 11 ) * v, wobei v die Schallgeschwindigkeit ist.
4. Anlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Hohlraum des Schlitzhohlwellenleiters in einer ersten Querrichtung zur Schienenrichtung einen größeren Bereich überdeckt als der Schlitz des Schlitzhohlwellenleiters, insbesondere wobei die erste Querrichtung senkrecht ausgerichtet ist zu einer zweiten Querrichtung, welche mittig durch den Schlitz geht.
5. Anlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Antenne der stationären Einheit in der ersten Querrichtung beabstandet ist vom Schlitz, insbesondere in einem ersten Hinterschnitt, insbesondere Hintergriff, des Hohlraums angeordnet ist, und/oder eine für Schallwellen geeignete Kopplungsvorrichtung der stationären Einheit entgegen der ersten Querrichtung beabstandet ist vom Schlitz, insbesondere in einem zweiten Hinterschnitt, insbesondere Hintergriff, des Hohlraums angeordnet ist, insbesondere wobei der zweite Hinterschnitt vom ersten beabstandet ist.
6. Anlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das oder jedes Mobilteil eine Antenne und eine für Schallwellen geeignete
Kopplungsvorrichtung aufweist, wobei sowohl der von der Antenne in der ersten Querrichtung überdeckte Bereich als auch der von der Kopplungsvorrichtung in der ersten Querrichtung überdeckte Bereich enthalten sind in dem von dem Schlitz in der ersten Querrichtung überdeckten Bereich, insbesondere wobei die Antenne in den Hohlraum des Schlitzhohlwellenleiters hineinragt oder in dem Hohlraum angeordnet ist, insbesondere wobei die Kopplungsvorrichtung in den Hohlraum des Schlitzhohlwellenleiters hineinragt oder in dem Hohlraum angeordnet ist.
7. Anlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Schlitzhohlwellenleiter als Aluminiumstranggussprofilteil ausgeführt ist.
8. Anlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Schlitzhohlwellenleiter als Berandung des Schlitzes einen beidseitig des Schlitzes zum Mobilteil hervorstehenden Steg oder Kragenbereich aufweist, insbesondere durch welchen die Antenne und die Kopplungsvorrichtung des Mobilteils hindurchragen oder durch welchen eine einstückig oder mehrstückig ausgeführte
Haltevorrichtung für die Antenne und die Kopplungsvorrichtung hindurchragt.
9. Anlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Antenne elektrisch mit einem Transceiver verbunden ist, welcher mit einem Modem verbunden ist, wobei die Kopplungsvorrichtung mit einem Transceiver verbunden ist, der mit dem Modem verbunden ist, das mit der Auswerteeinheit verbunden ist.
10. Verfahren zum Betreiben einer Anlage mit Schiene, stationärer Einheit, schienengeführten
Mobilteilen und Schlitzhohlwellenleiter, dadurch gekennzeichnet, dass entweder ein erstes der Mobilteile oder die stationäre Einheit als Sender fungiert, wobei ein zweites der Mobilteile als Empfänger fungiert, wobei zum Zeitpunkt tO der Sender ein elektromagnetisches Signal und ein akustisches Signal gleichzeitig zu senden beginnt, wobei der Empfänger den Zeitpunkt t1 des Eintreffens des elektromagnetischen Signals SE bestimmt und den Zeitpunkt t2 des akustischen Signals SA bestimmt, wobei, insbesondere mittels einer Auswerteeinheit des zweiten Mobilteils, der Abstand zwischen Sender und Empfänger bestimmt wird.
1 1. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der jeweils bestimmte Abstand auf einen vorgegebenen Sollwert für Abstand hin geregelt wird, indem die Geschwindigkeit des Mobilteils entsprechend gestellt wird, wobei der Sollwert proportional zum Quadrat des gleitenden Mittelwerts der erfassten
Geschwindigkeit vorgegeben wird oder proportional zum tiefpassgefilterten Wert der erfassten Geschwindigkeit.
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